(57)【要約】【課題】            燃料電池の単ユニット或いは複数のユニットを精度良く、容易に、迅速に組み立てるセパレータ、治具等を提供する。【解決手段】        膜電極接合体を中心にして、両面に配されるガスケット、燃料ガスおよび酸化剤ガスを供給するガス流路等を形成したセパレータとを一対交互に積み重ねて燃料電池の単ユニットを組み立て、或いはその単ユニットを所定枚数積み上げる積層組み電池を組み立てる燃料電池において、各部材に発電領域の周囲に少なくとも１対の共通貫通孔を形成し、セパレータにはそれぞれの縁辺に形成した１対の凹部を薄い金属板或いは樹脂成型品による留め具で仮組みした上で、両端に端子板やエンドプレート等を配して所定枚数積層して締結部材で所定の積層組み電池に仕上げる。【選択図】          図５
2007299708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＥＡと略される膜電極接合体を中心にして、前記膜電極接合体両面のガス拡散層の周囲に配されるガスケット、前記膜電極接合体に燃料ガスおよび酸化剤ガスを供給するガス流路等を形成した一対のセパレータとを交互に所定位置に積み重ねて燃料電池の単ユニットを組み立てる固体高分子型燃料電池であって、膜電極接合体、ガスケット、セパレータそれぞれに共通貫通孔を形成し、セパレータには縁辺に１対の凹部を対辺に形状、或いは大きさを識別可能な差を付けて形成し、１組の端子板、エンドプレートにより締結部材で挟み固着したことを特徴とする固体高分子型燃料電池。
【請求項２】
一端に弾力を持つ挟着部と他端に位置決めのための係合部を形成し、前記セパレータに形成された凹部に係止される薄い金属板或いは樹脂成型品による留め具と、前記燃料電池の単ユニット各部材に形成された共通貫通孔に整合する棒状或いは筒状の案内部材とにより、前記燃料電池各部材に形成した共通貫通孔で位置を規制して積み上げて燃料電池の単ユニットを留め具で仮組みし、１組の端子板、エンドプレートにより締結部材で挟み固着して１つのユニットを持つ燃料電池を組み上げる。或いは必要に応じて仮組みした複数の燃料電池単ユニットを燃料電池単ユニットの各部材に形成された共通貫通孔に案内部材を通して、所定枚数の燃料電池単ユニットを積層していく。また必要に応じて燃料電池の完成後に留め具を取り外すことを特徴とする燃料電池の組み立て方法。
【請求項３】
燃料電池の単ユニットの発電基本性能を検査する治具であって、熱源を持ち温度制御され燃料電池の発電電気エネルギーを導き出す正負両極の端子板と、流量制御され燃料ガス、酸化剤ガスの供給・排出を行うことのできるガス供給排出装置に繋がった燃料電池ユニットへの加圧を行うエンドプレートとを備え、単ユニットを最適な圧力で挟持し燃料ガス、酸化剤ガスを加湿するなどの最適な性状で適量を燃料電池ユニットに供給・排出し、燃料電池被験ユニットの発電電圧と低負荷での出力電流を確認できることを特徴とする検査治具。
【請求項４】
燃料電池の１ユニットの完成電池或いは、単ユニットを複数積層して組み上げる積層組み電池の組み立てに用いる治具であって、燃料電池の一方の極に組み立てに必要なエンドプレート及び端子板を所定の位置に配置する受け部を形成し、治具台の所定の位置に鉛直に所定の長さで直立する案内軸を固定、或いは外部動力による移動を可能に設置することを特徴とした燃料電池の組み立て治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は固体高分子型燃料電池用のセパレータ、そのセパレータを用いた燃料電池の単電池や積層組み電池の組立て治具、検査治具およびその組立て方法に係り、特に大きな電力を取り出すために積層される燃料電池の積層組み電池の組立てで使用される留め具、およびその組立て方法、さらに積層組み電池の組立て治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、化石燃料の枯渇への備え、あるいは環境負荷の少ない新エネルギー源として、水素を主燃料にする幾つかの方式による燃料電池の実用化の研究開発が進んで、実用化の検証段階に入っている。
【０００３】
この燃料電池の一つに、発電メカニズムの中心部材となる電解質膜として固体高分子膜を使用するものが有力な候補として挙げられる。
【０００４】
最近では、この固体高分子型燃料電池を家庭用の分散型電源あるいは、自動車用の動力の主電源として応用することが大きな期待を持ってその実証の成果が見守られている。
【０００５】
一般に、固体高分子型燃料電池は、ＭＥＡと称される燃料ガスを拡散させ水素イオンを触媒により電解質膜へ運ぶ燃料極と、酸化剤ガスを拡散させ電解質膜を通過した水素イオンと電子および酸素を結合して水を生成する酸化剤極の２つの極を持つ膜電極接合体に、燃料ガス、酸化剤ガスを供給する流路を形成したセパレータに、ガス封止を行うガスケットなどを中心として電子を通す端子板、燃料電池の各部材に最適な圧力を与えるエンドプレートなどを一体に締結部材で組み上げている。
【０００６】
燃料電池の核となる膜電極接合体やガスケットなどはその厚みが数１０μｍから２００μｍであり、素材の合成が極めて低いなど非常に繊細な組み立て作業を要するものである。
【０００７】
上記のような従来の燃料電池の積層組み電池の組立て方法として、例えば、引用文献１のように、図１０によれば積層組み電池５０加圧用の加圧板にセル５１組立用位置決め穴５２を穿設し、これに端面を面取りした長いＰＴＦＥ製のノックピン５３を挿入して直立し、次に位置決め穴５２を穿設した燃料電池構成用平板状部品を順次各々のセル５１の位置決め穴を前記ノックピン５３に嵌合の上積層してセル５１を構成し、次いでこれを所要のセル数繰り返し積層して積層組み電池５０を構成し、然る後加圧プレートを用いて締め付け固定することを特徴とする燃料電池の積層組み電池の組立方法が開示されている。
【０００８】
しかしながら、上記のように多数枚の膜電極接合体とガスケットおよびセパレータとを交互に所要数積み重ねて積層組み電池を構成する作業において、セルの組み立て、積層組み電池の組み立てには生産性において課題が多くあげられている。
【０００９】
その要因は組立て作業中の不純物の排除要求と、部材そのものの剛性である。
【００１０】
膜電極接合体に採用されるイオン交換膜の厚みは数十ミクロンであり、非常に柔らかく、かつ通常、発電面およびその周囲に正負両極の絶縁のため等の縁取りが必要でこの柔らかな大きな面積のフィルム状の膜を平坦に組み立てることが非常に厄介な作業となる。また、組み上げられたセルの性能を十分に発揮するためには、発電領域の皮脂などによるコンタミネーション（＝汚れ等）の防止や、各部材の間への不純物の混入を避けるなどの配慮が欠かせないことである。
【００１１】
さらに、膜電極接合体の両面に組み付けるガスケットは、イオン交換膜ほどではないまでも樹脂でも高温特性の良いフッ素樹脂フィルムなどが用いられ、これが１００ないし２００ミクロン程度の厚さであり、その上膜電極接合体の発電領域を除いた中抜き構造であるために反りなどが出易く、膜電極接合体および両面にガスケットを重ねたものを軽いセパレータなどでは容易に押さえることは不可能で、柔らかい膜電極接合体を挟んでそれを傷つけることなく１対のセパレータに挟み，精度よく位置を決め組み上げるだけでも大変な作業となる。積層組み電池を構成するためにセルを積層するのは、これらの不安定なセルの組立て状態で積層する位置の精度も要求され、より一層の忍耐と注意力を要求されるものである。加えて、ユニットの不良も散見され、こうして組み上げる燃料電池も最終的な完成された積層組電池に端子板やエンドプレートなどすべての部品の組み立て後でないと電気的な性能の確認が出来ず、数多くの積層が必要な大電力を取り出す燃料電池積層組み電池では組み上げたうちの１つが不良であっても、その不良ユニットの探索が困難であったり、その修理にいたっては分解して不良ユニットの入れ替え、そして再組み立ての必要があるなど生産性の観点で多くの課題を抱えたものであった。
【００１２】
また、組み上げた状態では一般にその外観が単純な板状部品の積層された外観で、その外観からは容易にアノード、カソードの面或いは上下を判別することが困難であり、性能試験の際などに端子板の接続に極性を間違えることも少なくないなどの課題もある。
【００１３】
【特許文献１】特開平９−１３４７３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
そこで、本発明は燃料電池の単ユニットの組み立てを精度良く、迅速に、容易に行い、単ユニットでの発電性能の確認も可能に、複数ユニットの積層も精度良く、容易に、迅速に行い、且つ組み立て作業の自動化の対応が可能な組み立て方法を提供するものであり、１組ごとの単セルを確実に燃料電池としての性能を十分に発揮し活用可能に組立てるその作業性を格段に向上させ、単セルのみならず、用途によっては百を越える多くの単セルを使用する積層組み電池の組立てを極めて迅速、簡便に可能にする燃料の組み立て方法、及び単ユニットの性能検査を行う検査治具、及び単電池或いは積層する組み電池の組立て方法およびその組立て方法に好適に使用される燃料電池の組立て治具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、
請求項１に記載の発明は、ＭＥＡと略される膜電極接合体を中心にして、前記膜電極接合体両面のガス拡散層の周囲に配されるガスケット、前記膜電極接合体に燃料ガスおよび酸化剤ガスを供給するガス流路等を形成した一対のセパレータとを交互に所定位置に積み重ねて燃料電池の単ユニットを組み立てる固体高分子型燃料電池であって、膜電極接合体、ガスケット、セパレータそれぞれに共通貫通孔を形成し、セパレータには縁辺に１対の凹部を対辺に形状、或いは大きさを識別可能な差を付けて形成し、１組の端子板、エンドプレートにより締結部材で挟み固着した固体高分子型燃料電池である。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、一端に弾力を持つ挟着部と他端に位置決めのための係合部を形成し、前記セパレータに形成された凹部に係止される薄い金属板或いは樹脂成型品による留め具と、前記燃料電池の単ユニット各部材に形成された共通貫通孔に整合する棒状或いは筒状の案内部材とにより、前記燃料電池各部材に形成した共通貫通孔で位置を規制して積み上げて燃料電池の単ユニットを留め具で仮組みし、１組の端子板、エンドプレートにより締結部材で挟み固着して１つのユニットを持つ燃料電池を組み上げる。或いは必要に応じて仮組みした複数の燃料電池単ユニットを燃料電池単ユニットの各部材に形成された共通貫通孔に案内部材を通して、所定枚数の燃料電池単ユニットを積層していく、また必要に応じて燃料電池の完成後に留め具を取り外すことを特徴とする燃料電池の組み立て方法である。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、燃料電池の単ユニットの発電基本性能を検査する治具であって、熱源を持ち温度制御され燃料電池の発電電気エネルギーを導き出す正負両極の端子板と、流量制御され燃料ガス、酸化剤ガスの供給・排出を行うことのできるガス供給・排出装置に繋がった燃料電池ユニットへの加圧を行うエンドプレートとを備え、単ユニットを最適な圧力で挟持し燃料ガス、酸化剤ガスを加湿するなどの最適な性状で適量を燃料電池ユニットに供給・排出し、燃料電池被験ユニットの発電電圧と定負荷での出力電流を確認できる検査治具である。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、燃料電池の１ユニットの完成電池或いは、単ユニットを複数積層して組み上げる積層組み電池の組み立てに用いる治具であって、燃料電池の一方の極に組み立てに必要なエンドプレート及び端子板を所定の位置に配置する受け部を形成し、治具台の所定の位置に鉛直に所定の長さで直立する案内軸を固定、或いは外部動力による移動を可能に設置する燃料電池の組み立て治具である。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１の発明によれば、
ＭＥＡと略される膜電極接合体を中心にして、前記膜電極接合体両面のガス拡散層の周囲に配されるガスケット、前記膜電極接合体に燃料ガスおよび酸化剤ガスを供給するガス流路等を形成した一対のセパレータとを、それぞれに形成した共通貫通孔を位置基準として、例えばポリアミド樹脂チューブなど素材を痛めない棒状或いは筒状の案内部材をガイドとして各部材を交互に所定位置に積み重ねて燃料電池の単ユニットを組み立てることで、この積み上げた単ユニットをセパレータで圧接し、燃料極、酸化剤極それぞれのセパレータの縁辺の対辺に形状、或いは大きさを識別可能な差を付けて形成した１対の凹部を、留め具で挟み込むことで単ユニットを仮組みし、その仮組みされた１つのユニットを単独で、或いは複数のユニットを積層して、燃料極、酸化剤極それぞれの端子板と、燃料ガス、酸化剤ガスの配管コネクタその他必要な冷却装置との接続口を持つエンドプレートと称する一対の圧接板とで挟持して締結部材で固着することにより迅速に、簡便に燃料電池を完成することを特徴とする固体高分子型の燃料電池である。セパレータに設けた凹部の大きさや形状により、組み上げた単ユニットの極の向き、或いは燃料電池の上下左右を、組み立てた後でも容易に視認することが出来る。
【００２０】
請求項２の発明によれば、
一端に弾力を持つ挟着部と他端に位置決めのための係合部を形成し、前記セパレータに形成された凹部に係止される薄い金属板或いは樹脂成型品による留め具と、前記燃料電池の単ユニット各部材に形成された共通貫通孔に整合する棒状或いは筒状の案内部材とを準備することにより、前記燃料電池の単ユニットに組み上げる膜電極接合体、及び一対のガスケット、セパレータの各部材に形成された共通貫通孔に、例えばポリアミド樹脂チューブなど素材を痛めない棒状或いは筒状の部材などを案内部材として各部材を積み上げあげることが可能となり、この積み上げた単ユニットをセパレータで圧接して燃料電池の単ユニットを留め具で仮組みし、１組の端子板、エンドプレートにより締結部材で挟み固着して１つのユニットを持つ燃料電池を組み上げる。或いは必要に応じて仮組みした複数の燃料電池単ユニットを燃料電池単ユニットの各部材に形成された共通貫通孔に案内部材を通して、所定枚数の燃料電池単ユニットを積層していき燃料極、酸化剤極それぞれの端子板およびエンドプレートとで挟持して燃料電池の各部材に最適の圧力を付加するべく締結部材で固着することにより迅速に、簡便に燃料電池を各ユニットの位置も精度良く組み立てることに優れる。さらに燃料電池の組立て作業効率を大幅に向上させることが可能になると共に、製品品質の均一性が達成することに優れる。また必要に応じて燃料電池の完成後に留め具を取り外すことも容易であり、この留め具を繰り返し使うことで経済性にも優れたものとなる。
【００２１】
請求項３の発明によれば、前記留め具が樹脂成形品で準備される、或いは金属性部材の表面に絶縁の被覆を施したものである場合には、熱源を持ち温度制御され燃料電池の発電電気エネルギーを導き出す正負両極の端子板と、流量制御され燃料ガス、酸化剤ガスの配管コネクタその他必要な冷却装置との接続口を持ちガスの供給・排出を行うことのできるガス供給排出装置に繋がり電池ユニットへの加圧を行うエンドプレートとを備えることで、検査治具に装填した燃料電池被験用の単ユニットを最適な圧力で挟持した後、端子板に準備された熱源からセパレータなど燃料電池ユニットの各部材を適切に昇温し、かつ検査治具に備えられた加温、加湿可能で最適な性状の燃料ガス、酸化剤ガスを圧接板、端子板を通して検査治具から燃料電池の単ユニットに適量供給・排出することで、検査対象の燃料電池単ユニットのアノード、カソードに発電電位を生じさせ、端子板に接続した検査装置の電圧計或いは電子式などの負荷装置への電流の流れを電流計で読みとることで被験用燃料電池ユニットの基本性能の検査を容易に、迅速に実施することに優れる。
【００２２】
請求項４の発明によれば、燃料電池の１ユニットの完成電池或いは、単ユニットを複数積層して組み上げる積層組み電池の組み立てに用いる治具において、燃料電池の一方の極に組み立てに、燃料電池の各部材に最適の圧力を付与するエンドプレート及び端子板を所定の位置に配置する受け部を形成し、治具台の所定の位置に鉛直に所定の長さで直立する案内軸を固定、或いは外部動力による移動を可能に設置することにより、治具台に設けた支持軸に、単ユニットの組み立てに用いた留め具の係合部の孔を合わせて積み上げることで積層する複数の燃料電池の各ユニットを迅速に、容易に、精度良く積層することが可能となり、この上からもう一方の極に端子板及び圧接のためのエンドプレートを重ね全体を締結部材で固着することで迅速に、容易に完成した燃料電池ユニットとすることに優れる。
【００２３】
その上、支持軸を可動構造とすれば、その支持軸必要に応じて移動させることにより、締結部材による最終組み立てを終えた単電池或いは積層組み電池から留め具を瞬時に取り外すことにも優れ、仮組みされた燃料電池の単ユニットの積み上げをロボットなどの自動搬送機械を導入して行い、さらにこの支持軸の移動を外部動力で行うことにより燃料電池組み立て全工程の中で多くの工程を自動化することに優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明は、固体高分子型燃料電池の単電池、或いは組み電池の組み立てや検査などを、信頼性を高く保ちながら、容易に、迅速に行うことが出来る燃料電池、仮組み立て用の留め具、組み立て方法およびそれらに利用可能な組み立て治具を提供するものできるものである。
【００２５】
以下、本発明の固体高分子型の燃料電池の添付図面を参照しながら説明する。
図１は完成燃料電池の核となる燃料電池の単ユニットの断面図であり、図２は単純化した完成燃料電池の外観（一部断面）図である。燃料電池の単ユニット１の中心には膜電極接合体（ＭＥＡ：Membrane-Electrode Assembly）２があり、前記膜電極接合体２は、図３に示したように通常ナフィオン(nafion)膜等のイオン交換膜である電解質膜２０と、この電解質膜２０の一面側に配置された白金などの触媒を塗布するなどした第一の拡散層２０１Ａからなるアノード（燃料極）と、電解質膜２０の他面側に配置された白金およびルテニウムなどの触媒を塗布するなどした第二の拡散層２０１Ｃからなるカソード（空気極）とからなる。この膜電極接合体２の両面の拡散層に供給される燃料ガスおよび酸化剤ガスのシールの為にガスケット３Ａ，３Ｃが置かれ、このガスケット３Ａ，３Ｃには、図４に見られるように第一の拡散層２０１Ａ，第二の拡散層２０１Ｃより僅かに大きな開口部３Ａ−１、３Ｃ−１が形成されている。この膜電極接合体２およびガスケット３Ａ，３Ｃを挟んで、アノード、カソードの拡散層に燃料ガス、酸化剤ガスを供給するそれぞれの燃料ガス流路および酸化剤流路（図示せず）を形成したセパレータ４Ａ，４Ｃが置かれる。セパレータ４Ａ,４Ｃには上記アノードおよびカソードの拡散層２０１Ａ,２０１Ｃの面の反対の面には必要に応じてアノード、カソードの一方或いは双方に冷却水の流路（図示せず）が形成されている。膜電極接合体２、ガスケット３Ａ，３Ｃ、セパレータ４Ａ，４Ｃにはそれぞれ拡散層の外側に位置した共通貫通孔８が形成されている。またセパレータ４Ａ，４Ｃには、図５のようにアノード及びカソードのセパレータ４Ａ，４Ｃの、その表面の縁辺の対辺に、その形状あるいは大きさに容易に視認可能な差を設け一対をなすアノードとカソードのセパレータ４Ａ，４Ｃに凹部４Ａ−１，４Ｃ−１（対辺側は図示せず）が、それぞれのセパレータ４Ａ，４Ｃに形成されている。
【００２６】
単ユニット１の組み立ては極性を合わせてセパレータ４Ａ，４Ｃそれとガスケット３Ａ、３Ｃそして中心に膜電極接合体２を共通貫通孔８と案内部材９による位置規制によって組み立てることで、例えばセパレータ４Ａ，４Ｃの縁辺の対辺に形成された凹部の幅の差を視認するなど極性の向きだけを合わせる注意力のみで正しく迅速に、容易に積み上げ組み立てることが出来る。こうして積み重ねた各部材をセパレータ４Ａ，４Ｃで加圧し押さえ、重ねられたセパレータ４Ａ，４Ｃの凹部４Ａ−１，４Ｃ−１を図６のように留め具１０で挟着して１つの燃料電池の単ユニット１が組み上げられ構造の断面を模式的に示した図２のようになる。この状態から、端子板５Ａ，５Ｃ及び加圧の為のエンドプレート６Ａ，６Ｃで挟み込み締結部材７で固着することで完成燃料電池が組み上がる。
【００２７】
一方、ナフィオン等のイオン交換膜を含む膜電極接合体は、出来る限り外気との接触を避ける必要がある上に、最近の傾向としてこの電解質膜をできるだけ薄くして触媒によってイオン化された水素イオンがこの電解質膜を通過し易くしようとしてますます薄くなり、この電解質膜を燃料電池の１つのユニットに組む作業からがデリケートなものになっており時間をかけ、細心の注意を払って組むことを余儀なくさせられている。しかし、この発明によれば案内部材９で位置を規制しながら平面に展開させた状態を保つことにより、柔軟な部材や、反りの出易い部材も位置の精度良く迅速に、容易に積み重ねて直後にセパレータ４Ａ，４Ｃを圧接して留め具１０により図６のように挟着して仮組みされ、膜電極接合体を外気からほぼ隔絶された状態を保つことが可能となる。この後この１つの燃料電池のユニットにそのユニットからの発電電力を取り出すアノード、カソード１対の端子板、および燃料電池を挟み込み加圧するエンドプレートを介して締結部材７にて固定し、アノード、カソードへガスの供給、排出のための管路をつないで、加温、加湿され適正な性状となった燃料ガス、酸化剤ガスを供給、排出する、或いは必要に応じて冷却水を循環することで燃料電池としての機能が発揮される。
【００２８】
次に本発明の固体高分子方燃料電池の組み立て方法を添付図面を参照しながら説明する。
【００２９】
燃料電池の１つの単ユニット１の組み立ては、燃料極或いは酸化剤極どちらかのセパレータ４Ａ，４Ｃに、（ここではアノード側のセパレータ４Ａとする）例えばポリアミド樹脂チューブなど素材を痛めない棒状或いは筒状の案内部材９をセパレータ４Ａの共通貫通孔８にガイドとして嵌めこむ。このセパレータ４Ａを作業台などの安定した平面に置いた上で、次に極性を合わせてガスケット３Ａその共通貫通孔８をガイドに合わせセパレータ４Ａの上に敷く。そして同じ様にガイドに貫通孔を合わせながら膜電極接合体２、そしてもう一つのガスケット３Ｃおよびセパレータ４Ｃを順に置いてゆくことで、迅速に、容易に燃料電池の性能を十分に発揮する為に肝要なそれぞれの部材が位置ずれなく精度良く積み上げていくことが可能となる。
【００３０】
一方、一端に弾力を持つ挟着部と他端に位置決めのための係合部を形成した薄い金属板或いは樹脂成型品による留め具１０を準備する。この留め具１０はセパレータ４Ａ，４Ｃの凹部４Ａ−１，４Ｃ−１に係合する形状で、単ユニット組み立て時における両セパレータ４Ａ，４Ｃの組み立て寸法以下の隙間を持ち弾力をもつ挟着部１０Ｃと、セパレータ４Ａ，４Ｃの縁辺からの所定の距離に孔１０Ｂ等を形成した係合部１０Ａを形成した樹脂成形品或いは接合面を絶縁した金属材料で供される。この留め具１０により積み重ねた１つの単ユニット１のセパレータ４Ａ，４Ｃを圧接し押さえながら図６のようにセパレータ４Ａ，４Ｃに形成された凹部４Ａ−１，４Ｃ−１に、留め具１０の挟着部１０Ｃを係合係止することで積み上げた１組の燃料電池の単ユニット１を仮組できることになる。
【００３１】
この後、１つの燃料電池に組み上げるには、アノード、カソード１組の端子板５Ａ，５Ｃ、エンドプレート６Ａ，６Ｃで挟み込み締結部材７で固定すれば完成された燃料電池となる。
【００３２】
次に、本発明の固体高分子型燃料電池の検査方法について添付図面を参照しながら説明する。
【００３３】
検査治具には燃料ガス、酸化剤ガスを加温、加湿するなど適切な性状で適量供給することができるガス供給装置を備え、電気エネルギーを取り出すための、温度制御可能で熱源を持った治具端子板と、燃料電池のユニットを加圧する治具エンドプレート及び電圧測定、電子負荷装置などの簡易負荷を与えて一定負荷印可時の電流を測定出来る電気検査設備を備えられている。この検査治具を準備することにより、図７のように前記治具端子板１１Ａ，１１Ｃおよび治具エンドプレート１２Ａ，１１Ｃがで、前記請求項１で説明した仮組みされた燃料電池単ユニット１を挟み込んで加圧固定し、治具端子板１１Ａ，１１Ｃおよび治具エンドプレート１２Ａ，１２Ｃを通して検査治具から燃料ガス、酸化剤ガスを適量供給・排出し、アノード、カソードの治具端子板１１Ａ，１１Ｃの電圧、或いは治具端子板１１Ａ，１１Ｃに接続された電子式などの負荷に対し流れる電流をそれぞれ電気検査設備に組み込まれた電圧計、電流計で読み取ることで基本的な発電性能を確認できる。
【００３４】
次に本発明の燃料電池の組み立て治具について添付図面を参照しながら説明する。
【００３５】
燃料電池の１ユニットの完成電池或いは、単ユニットを複数積層して組み上げる積層組み電池の組み立てに用いる治具であって、図８のように燃料電池の一方の極に組み立てに必要なエンドプレート６Ｃ及び端子板５Ｃを所定の位置に、必要な収納部を形成するなどして配置する受け部（図示せず）を形成し、治具台１３の所定の位置に鉛直に所定の長さで直立する案内軸１４を固定、或いは外部動力による移動を可能に設置する。こうして準備された治具台１３にエンドプレート６Ａ，６Ｃのどちらか一方（ここでは６Ｃとする）を置き、さらに極性を合わせて端子板５Ｃを積み上げる。このあと端子板５Ｃの上に留め具１０で仮組みされた必要な枚数の燃料電池ユニットを、支持軸１４に留め具１０に設けた係合部１０Ａの孔１０Ｂを合わせて治具台１３に所用枚数置いて積み上げることで積層燃料電池の組み立て準備が整い、最後に端子板５Ａ，エンドプレート６Ａを載置して締結部材７で締め付けることにより締結部材７の締結圧力がエンドプレート６Ａ，６Ｃにより積層された各ユニットに掛かり積層組み電池が完成される。
【００３６】
この留め具１０は，治具台に設けた支持軸１４を治具台に対し可動とすることにより，積層燃料電池の組み立て後に支持軸を積層燃料電池から移動させる事により一瞬にして着脱が可能となる。この長所をさらに活かすのは，ロボットアームなどにより仮り組みされた燃料電池の単ユニットを治具台１３の上方から支持軸１４に合わせて留め具１０の孔１０Ｂをの位置出しをしながら運び，所用枚数の単ユニットを載置した後に、端子板５Ａ，及びエンドプレート６Ａ等を順次載置して，締結部材７による締め付けまでを行う事で積層された完成燃料電池を組み上げる事が自動により可能となる。
【００３７】
さらに締結完了後に支持軸１４を治具台１３の規定位置から外部駆動により移動させれば，留め具１０の取り外しまでも自動的に一挙に行うことが出来る。
【００３８】
図９は組上がった積層燃料電池の外観の一例を示したもので、この例のように締結ボルトがセパレータを貫通する内ボルトタイプの燃料電池では，積層燃料電池の外形の外に留め具１０の係合部が配置でき、支持軸１４の可動機構も簡略化可能で，さらにエンドプレートの外形に、強度を低下させるような支持軸の移動の為の切り込み等も不必要である。
また、締結部材７用に準備されたそれぞれの部材に形成された貫通する孔を共通貫通孔８に流用することも可能で、その場合には完成された燃料電池に不要な開口部を設ける必要もなくなる。
【００３９】
これにより、繊細な注意力を必要とする膜電極接合体およびガスケットを挟み込む単ユニットの組立てが極めて迅速に、容易に、精度良く完遂出来る。
【００４０】
本発明の固体高分子型燃料電池のセパレータ、それを用いた燃料電池の組み立て方法、及び組み立て治具は、固体高分子型燃料電池のみならず、類似の携帯を持った他の燃料電池にも応用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明の固体高分子型燃料電池のセパレータ、それを用いた燃料電池の組み立て方法、及び組み立て治具は、固体高分子型燃料電池のみならず、類似の形態を持った他の燃料電池にも応用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】燃料電池の発電ユニットの基本構成を示す断面図
【図２】１ユニットを組み込んだ燃料電池の側面（一部断面）図
【図３】膜電極接合体（ＭＥＡ）の断面図
【図４】燃料電池ユニットの基本構成部品の構成を示す斜視図
【図５】留め具とセパレータに形成された凹部を示す拡大斜視図
【図６】留め具のセパレータへの係合係止状態を示す拡大斜視図
【図７】燃料電池の発電ユニットを治具への装着を説明する側面図
【図８】複数の単ユニットを治具台に積層する方法を示す斜視図
【図９】積層燃料電池の一外観例
【図１０】従来例によった燃料電池の組み立て方法を示す斜視図
【符号の説明】
【００４３】
１    燃料電池の単ユニット
２    膜電極接合体
３    ガスケット
４    セパレータ
５    端子板
６    エンドプレート
７    締結部材
８    共通貫通孔
９    案内部材
１０    留め具
１３    治具台
１４    支持軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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